PPC Lab(고분자물리화학연구실)은 Breath Figure(BF) 방법을 기반으로 한 벌집 구조(Honeycomb-patterned, HCP) 고분자 박막의 합성과 기능화 연구에 특화되어 있습니다. BF 방법은 고분자 용액을 습윤 환경에서 증발시켜 규칙적인 기공 구조를 형성하는 혁신적인 공정으로, 경제적이고 효율적인 소재 제작이 가능합니다. 이를 통해 얻어진 박막은 높은 기공률, 경량성, 표면 거칠기 등 다양한 특성을 지니며, 기존의 고가 공정에 비해 큰 장점을 가지고 있습니다.
연구실은 이러한 벌집 구조 박막의 선택적 기능화에도 집중하고 있습니다. 폴리아닐린, 은 나노와이어, SnS 등 다양한 기능성 물질을 기공 내에 도입하여 전기적, 광학적, 항균적 특성을 부여하고, 카복실기, 알데하이드기 등 다양한 화학적 그룹을 표면에 도입함으로써 맞춤형 스마트 소재 개발이 가능합니다. 이러한 연구는 센서, 촉매, 바이오소재 등 다양한 분야에 응용될 수 있습니다.
또한, 생체모방 공학 원리를 적용하여 자연계의 구조와 기능을 모방한 혁신적인 소재 개발에도 주력하고 있습니다. 나방의 눈 구조, 생체 조직의 반응성 등 자연의 복잡한 기능을 고분자 박막에 구현함으로써, 기존 소재가 갖지 못했던 새로운 특성을 부여하고 있습니다. 이를 통해 바이오의료, 환경, 에너지 등 다양한 산업 분야에서 활용 가능한 첨단 소재를 개발하고 있습니다.
자극응답성 고분자 및 젤 소재의 합성과 특성 분석을 통해, 온도, pH, 빛, 전기 등 외부 자극에 따라 물리적·화학적 특성이 변화하는 스마트 소재를 연구하고 있습니다. 이러한 소재는 약물 전달, 바이오센서, 환경 모니터링, 인공근육 등 다양한 첨단 응용 분야에 활용될 수 있습니다. 실제로, pH 변화에 민감하게 반응하는 폴리아닐린 기반 박막, 온도에 따라 방출 속도가 조절되는 기능성 필름 등 다양한 연구 성과를 도출하고 있습니다.
PPC Lab은 고분자 화학, 나노공학, 생체모방 공학 등 다양한 학문 분야의 융합을 통해 차세대 스마트 소재 개발에 앞장서고 있습니다. 앞으로도 혁신적인 연구를 지속하여, 미래 소재 과학 및 다양한 산업 분야에서 중요한 역할을 수행할 것입니다.
우리 연구실은 Breath Figure(BF) 방법을 활용하여 벌집 구조(Honeycomb-patterned, HCP) 고분자 박막의 합성과 기능화에 중점을 두고 있습니다. BF 방법은 고분자 용액을 습윤 환경에서 증발시켜 표면에 규칙적인 기공 구조를 형성하는 간단하면서도 경제적인 공정입니다. 이 방법을 통해 얻어진 박막은 높은 기공률, 경량성, 표면 거칠기 등 다양한 특성을 지니며, 기존의 리소그래피 등 고가의 공정에 비해 시간과 비용 면에서 큰 이점을 제공합니다.
특히, 우리 연구실은 BF 방법을 변형하여 선택적으로 기능화된 벌집 구조 박막을 제작하는 데 성공하였습니다. 예를 들어, 폴리아닐린(PANI), 은 나노와이어, SnS 등 다양한 기능성 물질을 기공 내에 선택적으로 도입하여 전기적, 광학적, 항균적 특성을 부여할 수 있습니다. 이러한 기능화는 박막의 응용 범위를 크게 확장시키며, 센서, 촉매, 바이오소재 등 다양한 분야에 적용이 가능합니다.
또한, 박막의 표면 및 기공 내에 다양한 화학적 그룹(카복실기, 알데하이드기 등)을 도입함으로써, 후속 반응이나 추가적인 기능화가 용이하도록 설계하고 있습니다. 이를 통해 맞춤형 스마트 소재 개발이 가능하며, 미래 소재 과학 및 나노공학 분야에서 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.
생체모방 공학 및 스마트 자극응답성 고분자 소재 개발
우리 연구실은 생체모방 공학(Biomimetic Engineering) 원리를 적용하여 자연계의 구조와 기능을 모방한 혁신적인 소재 개발에 주력하고 있습니다. 생체모방 기술은 생물의 표면 구조, 기능, 반응 메커니즘 등을 모사하여 새로운 기능성 소재를 창출하는 첨단 융합 분야입니다. 예를 들어, 나방의 눈 구조를 모사한 패턴, 생체 조직의 반응성을 모방한 하이드로젤 표면 등을 고분자 박막에 구현함으로써, 기존 소재가 갖지 못했던 새로운 특성을 부여할 수 있습니다.
특히, 자극응답성 고분자(stimuli-responsive polymer) 및 젤(gel) 소재의 합성과 특성 분석을 통해, 온도, pH, 빛, 전기 등 외부 자극에 따라 물리적·화학적 특성이 변화하는 스마트 소재를 개발하고 있습니다. 이러한 소재는 약물 전달, 바이오센서, 환경 모니터링, 인공근육 등 다양한 첨단 응용 분야에 활용될 수 있습니다. 실제로, pH 변화에 민감하게 반응하는 폴리아닐린 기반 박막, 온도에 따라 방출 속도가 조절되는 기능성 필름 등 다양한 연구 성과를 도출하고 있습니다.
더불어, 생체모방 및 자극응답성 소재의 융합을 통해, 자연계의 복잡한 기능을 인공적으로 구현하는 차세대 스마트 소재 개발을 목표로 하고 있습니다. 이를 통해 미래 바이오의료, 환경, 에너지 등 다양한 산업 분야에서 혁신적인 솔루션을 제공할 수 있을 것으로 기대합니다.
